مورفولوژی و ساختار ویروس ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار می گیرد، زیرا اندازه آنها کوچک و قابل مقایسه با ضخامت غشای باکتری است. شکل ویریون ها می تواند متفاوت باشد: میله ای (ویروس موزاییک تنباکو)، گلوله ای شکل (ویروس هاری)، کروی (ویروس های فلج اطفال، HIV)، به شکل یک سلول اسپرم (بسیاری از باکتریوفاژها).

اندازه ویروس ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، توسط اولترافیلتراسیون از طریق فیلترهایی با قطر منافذ مشخص، توسط اولتراسانتریفیوژ تعیین می شود. یکی از کوچکترین ویروسها ویروس فلج اطفال (حدود 20 نانومتر) و بزرگترین آنها آبله (حدود 350 نانومتر) است.

بین ویروس های ساده (مثلاً ویروس فلج اطفال) و پیچیده (مثلاً آنفولانزا، سرخک) تمایز قائل شوید. در ویروس هایی که به سادگی مرتب شده اند، اسید نوکلئیک به یک پوشش پروتئینی به نام کپسید (از لاتین capsa - غلاف) متصل می شود. کپسید از زیر واحدهای مورفولوژیکی تکراری - کپسومرها تشکیل شده است. اسید نوکلئیک و کپسید با یکدیگر تعامل می کنند و یک نوکلئوکپسید تشکیل می دهند. در ویروس های پیچیده، کپسید توسط یک پوشش لیپوپروتئین اضافی احاطه شده است - سوپر کپسید (مشتق شده از ساختارهای غشایی سلول میزبان)، که دارای سنبله است. ویریون ها با یک نوع مارپیچی، مکعبی و پیچیده از تقارن کپسید مشخص می شوند. تقارن مارپیچی به دلیل ساختار مارپیچی نوکلئوکپسید است، نوع مکعبی تقارن به دلیل تشکیل یک جسم توخالی ایزومتریک از کپسید حاوی نوکلئیک اسید ویروسی است.

کپسید و سوپر کپسید از ویریون ها در برابر تأثیرات محیطی محافظت می کنند، باعث تعامل انتخابی (جذب) با سلول ها می شوند و خاصیت آنتی ژنی و ایمنی زایی ویریون ها را تعیین می کنند. ساختارهای داخلی ویروس ها هسته نامیده می شود.در ویروس شناسی از دسته بندی های طبقه بندی زیر استفاده می شود: خانواده (نام به viridae ختم می شود)، زیرخانواده (نام به virinae ختم می شود)، جنس (نام به ویروس ختم می شود).

با این حال، نام جنس ها و به ویژه زیرخانواده ها برای همه ویروس ها فرموله نشده است. نوع ویروس مانند باکتری ها یک نام دو جمله ای دریافت نکرده است.

طبقه بندی ویروس ها بر اساس دسته های زیر است:

§ نوع اسید نوکلئیک (DNA یا RNA)، ساختار آن، تعداد رشته ها (یک یا دو)،

§ ویژگی های تولید مثل ژنوم ویروسی؛

§ اندازه و مورفولوژی ویریون ها، تعداد کپسومرها و نوع تقارن.

§ وجود سوپر کپسید.

§ حساسیت به اتر و دئوکسی کولات.

§ محل پرورش در قفس.

§ خاصیت آنتی ژنی و غیره

ویروس ها مهره داران و بی مهرگان و همچنین گیاهان و باکتری ها را آلوده می کنند. ویروس ها به عنوان عوامل اصلی بیماری های عفونی انسان، در فرآیندهای سرطان زایی نیز دخیل هستند، می توانند به روش های مختلفی از جمله از طریق جفت (ویروس سرخجه، سیتومگالوویروس و غیره) منتقل شوند و بر جنین انسان تأثیر بگذارند. آنها می توانند منجر به عوارض پس از عفونی شوند - ایجاد میوکاردیت، پانکراتیت، نقص ایمنی و غیره.

علاوه بر ویروس های رایج، ویروس های به اصطلاح غیر متعارف شناخته می شوند - پریون ها - ذرات عفونی پروتئینی که عواملی از ماهیت پروتئینی هستند، به شکل فیبریل هایی با اندازه 10.20x100.200 نانومتر. پریون ها ظاهراً هم القاء کننده و هم محصول ژن مستقل انسان یا حیوان هستند و در شرایط یک عفونت ویروسی آهسته (کروتزفلد، ژاکوب، کورو و غیره) باعث انسفالوپاتی در آنها می شوند. سایر عوامل غیرمعمول نزدیک به ویروس ها ویروئیدها هستند - مولکول های کوچک RNA دایره ای و ابرپیچیده ای که حاوی پروتئینی نیستند که باعث بیماری در گیاهان می شوند.

فصل 3

فیزیولوژی میکروارگانیسم ها

فیزیولوژی میکروارگانیسم ها فعالیت حیاتی سلول های میکروبی، فرآیندهای تغذیه، تنفس، رشد، تولید مثل و قوانین تعامل با محیط را مطالعه می کند.

موضوع میکروبیولوژی پزشکی فیزیولوژی میکروارگانیسم های بیماری زا و فرصت طلب است که می توانند باعث بیماری های انسانی شوند. توضیح فیزیولوژی این میکروارگانیسم ها برای تشخیص میکروبیولوژیکی، درک پاتوژنز، درمان و پیشگیری از بیماری های عفونی، تنظیم روابط انسان با محیط زیست و غیره مهم است.

ترکیب شیمیایی باکتری ها

ترکیب میکروارگانیسم ها شامل آب، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک، کربوهیدرات ها، لیپیدها و مواد معدنی است.

آب جزء اصلی سلول های باکتریایی است که حدود 80 درصد جرم آن را تشکیل می دهد. با عناصر ساختاری سلول در حالت آزاد یا محدود است. در اختلافات، میزان آب به 18.20 درصد کاهش می یابد. آب حلال بسیاری از مواد است و همچنین نقش مکانیکی در تامین تورگ دارد. در طی پلاسمولیز - از دست دادن آب توسط سلول در محلول هیپرتونیک - پروتوپلاسم از غشای سلولی جدا می شود. حذف آب از سلول، خشک کردن، تعلیق فرآیندهای متابولیک. اکثر میکروارگانیسم ها خشک شدن را به خوبی تحمل می کنند. با کمبود آب، میکروارگانیسم ها تکثیر نمی شوند. خشک کردن خلاء از حالت یخ زده (لیوفیلیزاسیون) تولید مثل را متوقف می کند و باعث حفظ طولانی مدت نمونه های میکروبی می شود.

پروتئین ها (80/40 درصد وزن خشک) مهمترین خواص بیولوژیکی باکتری ها را تعیین می کنند و معمولاً از ترکیب 20 اسید آمینه تشکیل شده اند. این باکتری شامل اسید دی آمینوپیملیک (DAP) است که در سلول های انسان و حیوان وجود ندارد. باکتری ها حاوی بیش از 2000 پروتئین مختلف هستند که در اجزای ساختاری یافت می شوند و در فرآیندهای متابولیک نقش دارند. بیشتر پروتئین ها دارای فعالیت آنزیمی هستند. پروتئین های سلول باکتری خاصیت آنتی ژنی و ایمنی زایی، حدت و گونه های باکتری را تعیین می کنند.

اسیدهای نوکلئیک باکتری ها عملکردهایی مشابه عملکرد سلول های یوکاریوتی دارند: یک مولکول DNA به شکل کروموزوم مسئول وراثت است، اسیدهای ریبونوکلئیک (اطلاعاتی، یا ماتریکس، انتقال و ریبوزومی) در بیوسنتز پروتئین نقش دارند.

باکتری ها را می توان (از نظر طبقه بندی) با محتوای مجموع گوانین و سیتوزین (GC) در درصد مولی (M%) از تعداد کل بازهای DNA مشخص کرد. مشخصه دقیق تر میکروارگانیسم ها هیبریداسیون DNA آنها است. اساس روش هیبریداسیون

DNA - توانایی DNA دناتوره شده (تک رشته ای) برای تغییر طبیعت، یعنی. با یک رشته مکمل DNA متصل شده و یک مولکول DNA دو رشته ای تشکیل می دهد.

کربوهیدرات های باکتریایی با مواد ساده (مونو و دی ساکاریدها) و ترکیبات پیچیده نشان داده می شوند. پلی ساکاریدها اغلب در کپسول ها یافت می شوند. برخی از پلی ساکاریدهای داخل سلولی (نشاسته، گلیکوژن و غیره) مواد مغذی ذخیره هستند.

لیپیدها عمدتاً بخشی از غشای سیتوپلاسمی و مشتقات آن و همچنین دیواره سلولی باکتری ها هستند، به عنوان مثال، غشای خارجی، جایی که علاوه بر لایه زیست مولکولی لیپیدها، LPS نیز وجود دارد. لیپیدها می توانند نقش مواد مغذی ذخیره را در سیتوپلاسم ایفا کنند. لیپیدهای باکتریایی توسط فسفولیپیدها، اسیدهای چرب و گلیسریدها نشان داده می شوند. مایکوباکتریوم توبرکلوزیس حاوی بیشترین مقدار لیپید (تا 40%) است.

مواد معدنی باکتری ها پس از سوختن سلول ها در خاکستر یافت می شوند. فسفر، پتاسیم، سدیم، گوگرد، آهن، کلسیم، منیزیم و همچنین عناصر کمیاب (روی، مس، کبالت، باریم، منگنز و غیره) به مقدار زیاد شناسایی می شوند که در تنظیم فشار اسمزی، pH نقش دارند. از محیط، پتانسیل ردوکس، آنزیم های فعال، بخشی از آنزیم ها، ویتامین ها و اجزای ساختاری سلول میکروبی هستند.

تغذیه باکتری ها

ویژگی‌های تغذیه‌ای یک سلول باکتریایی عبارت است از دریافت مواد مغذی از طریق کل سطح آن و همچنین سرعت بالای فرآیندهای متابولیکی و سازگاری با شرایط متغیر محیطی.

انواع غذا... توزیع گسترده باکتری ها توسط انواع مختلف غذا تسهیل می شود. میکروارگانیسم ها به کربوهیدرات، نیتروژن، گوگرد، فسفر، پتاسیم و سایر عناصر نیاز دارند. بسته به منابع کربن برای تغذیه، باکتری ها به اتوتروف (از یونانی autos - خود، trophe - غذا)، با استفاده از دی اکسید کربن CO2 و سایر ترکیبات معدنی برای ساخت سلول های خود، و هتروتروف (از یونانی heteros - دیگری، تروف) تقسیم می شوند. - غذا)، تغذیه از ترکیبات آلی آماده. باکتری های اتوتروف، باکتری های نیتروف کننده هستند که در خاک یافت می شوند. باکتری های گوگردی که در آب با سولفید هیدروژن زندگی می کنند. باکتری های آهنی که در آب با آهن آهن و غیره زندگی می کنند.

میکروارگانیسم ها بسته به بستر قابل اکسید شدن به دو گروه تقسیم می شوند که دهنده الکترون یا هیدروژن نامیده می شوند. میکروارگانیسم هایی که از ترکیبات معدنی به عنوان اهدا کننده هیدروژن استفاده می کنند، لیتوتروف (از یونانی lithos - سنگ) و میکروارگانیسم هایی که از ترکیبات آلی به عنوان اهدا کننده هیدروژن استفاده می کنند، ارگانوتروف نامیده می شوند.

با توجه به منبع انرژی، فوتوتروف ها در بین باکتری ها متمایز می شوند. فتوسنتز (به عنوان مثال، جلبک های سبز آبی که از انرژی نور استفاده می کنند)، و شیمی تروف ها، که به منابع انرژی شیمیایی نیاز دارند.

عوامل رشد... برای رشد میکروارگانیسم ها بر روی محیط های غذایی، اجزای اضافی خاصی مورد نیاز است که به آنها فاکتورهای رشد می گویند. فاکتورهای رشد ترکیباتی هستند که برای میکروارگانیسم‌ها ضروری است که نمی‌توانند خودشان آن‌ها را سنتز کنند، بنابراین باید به محیط‌های غذایی اضافه شوند. از جمله عوامل رشد متمایز می شود: اسیدهای آمینه لازم برای ساخت پروتئین. پورین ها و پیریمیدین ها که برای تشکیل اسیدهای نوکلئیک مورد نیاز هستند. ویتامین هایی که بخشی از برخی آنزیم ها هستند. اصطلاحات "اکسوتروف" و "پروتوتروف" برای نشان دادن نسبت میکروارگانیسم ها به فاکتورهای رشد استفاده می شود. اکسوتروف ها به یک یا چند فاکتور رشد نیاز دارند؛ پروتوتروف ها خودشان می توانند ترکیبات لازم برای رشد را سنتز کنند. آنها قادر به سنتز اجزای گلوکز و نمک های آمونیوم هستند.

مکانیسم های تغذیه ایورود مواد مختلف به سلول باکتری به اندازه و حلالیت مولکول های آنها در لیپیدها یا آب، pH محیط، غلظت مواد، عوامل مختلف نفوذپذیری غشاء و غیره بستگی دارد. دیواره سلولی اجازه می دهد تا مولکول ها و یون های کوچکی وجود داشته باشد. برای عبور، ماکرومولکول هایی با وزن بیش از 600 D را به دام می اندازند. تنظیم کننده اصلی جذب مواد سلول، غشای سیتوپلاسمی است. به طور معمول، چهار مکانیسم را می توان برای نفوذ مواد مغذی به سلول باکتری تشخیص داد: این مکانیسم ها عبارتند از انتشار ساده، انتشار تسهیل شده، انتقال فعال و جابجایی گروهی. ساده ترین مکانیسم برای ورود مواد به سلول، انتشار ساده است که در آن جابجایی مواد به دلیل اختلاف غلظت آنها در دو طرف غشای سیتوپلاسمی رخ می دهد. مواد از قسمت لیپیدی غشای سیتوپلاسمی (مولکول های آلی، داروها) و کمتر از کانال های پر از آب در غشای سیتوپلاسمی عبور می کنند. انتشار غیرفعال بدون مصرف انرژی صورت می گیرد.

انتشار تسهیل شده نیز در نتیجه تفاوت در غلظت مواد در دو طرف غشای سیتوپلاسمی رخ می دهد. با این حال، این فرآیند با کمک مولکول‌های حامل که در غشای سیتوپلاسمی قرار دارند و دارای ویژگی هستند، انجام می‌شود. هر حامل ماده مربوطه را از طریق غشاء منتقل می کند یا به جزء دیگری از غشای سیتوپلاسمی - خود حامل منتقل می کند.

پروتئین های حامل می توانند پرمازها باشند که محل سنتز آنها غشای سیتوپلاسمی است. انتشار تسهیل شده بدون مصرف انرژی انجام می شود، مواد از غلظت بالاتر به غلظت پایین تر حرکت می کنند.

انتقال فعال با کمک پرمازها انجام می شود و با هدف انتقال مواد از غلظت کمتر به غلظت بالاتر، یعنی. گویی برخلاف جریان است، بنابراین، این فرآیند با مصرف انرژی متابولیک (ATP) همراه است که در نتیجه واکنش های ردوکس در سلول ایجاد می شود.

انتقال (جابه‌جایی) گروه‌ها شبیه انتقال فعال است، با این تفاوت که مولکول منتقل شده در حین انتقال اصلاح می‌شود، به عنوان مثال، فسفریله می‌شود. انتشار مواد از سلول با انتشار و با مشارکت سیستم های حمل و نقل - آنزیم های باکتری انجام می شود. آنزیم ها متابولیت های مربوطه (سوبستراها) را تشخیص می دهند، با آنها تعامل می کنند و واکنش های شیمیایی را تسریع می کنند. آنزیم ها پروتئین هایی هستند که در فرآیندهای آنابولیسم (سنتز) و کاتابولیسم (واپاشی) شرکت می کنند. متابولیسم بسیاری از آنزیم ها با ساختارهای سلول میکروبی در ارتباط هستند. به عنوان مثال، در غشای سیتوپلاسمی آنزیم های ردوکس وجود دارد که در تنفس و تقسیم سلولی نقش دارند. آنزیم هایی که تغذیه سلول را فراهم می کنند و غیره. آنزیم های ردوکس غشای سیتوپلاسمی و مشتقات آن انرژی را برای فرآیندهای فشرده بیوسنتز ساختارهای مختلف از جمله دیواره سلولی فراهم می کنند. آنزیم های مرتبط با تقسیم سلولی و اتولیز در دیواره سلولی یافت می شوند. به اصطلاح آندوزیم ها متابولیسمی را که در داخل سلول انجام می شود کاتالیز می کنند.

اگزونزیم ها توسط سلول در محیط ترشح می شوند و درشت مولکول های سوبستراهای مواد مغذی را به ترکیبات ساده ای می شکنند که توسط سلول به عنوان منابع انرژی، کربن و غیره جذب می شوند. برخی اگزوزیم ها (پنی سیلیناز و غیره) آنتی بیوتیک ها را غیرفعال می کنند و عملکرد محافظتی را انجام می دهند. .

بین آنزیم های سازنده و القایی تمایز قائل شوید. آنزیم‌های سازنده شامل آنزیم‌هایی هستند که بدون توجه به وجود سوبستراها در محیط غذایی به‌طور مداوم توسط سلول سنتز می‌شوند. آنزیم های القایی (تطبیقی) تنها در صورتی توسط یک سلول باکتریایی سنتز می شوند که بستری از این آنزیم در محیط وجود داشته باشد. برای مثال، E.coli p-galactosidase عملاً روی محیطی حاوی گلوکز تشکیل نمی‌شود، اما سنتز آن هنگام رشد در محیطی با لاکتوز یا سایر p-galactosidosis به شدت افزایش می‌یابد.

برخی از آنزیم ها (به اصطلاح آنزیم های تهاجمی) بافت و سلول ها را تخریب می کنند و باعث ایجاد میکروارگانیسم ها و سموم آنها در بافت آلوده می شوند. این آنزیم ها عبارتند از هیالورونیداز، کلاژناز، دئوکسی ریبونوکلئاز، نورآمینیداز، لسیتوویتلاز و غیره. بنابراین، هیالورونیداز استرپتوکوک، تجزیه اسید هیالورونیک بافت همبند، باعث گسترش استرپتوکوک ها و سموم آنها می شود.

بیش از 2000 آنزیم شناخته شده است. آنها به شش کلاس گروه بندی می شوند: اکسیدوردوکتازها - آنزیم های ردوکس (آنها شامل دهیدروژنازها، اکسیدازها و غیره هستند). ترانسفرازها که رادیکال ها و اتم های منفرد را از یک ترکیب به ترکیب دیگر منتقل می کنند. هیدرولازهایی که واکنش های هیدرولیز را تسریع می کنند، به عنوان مثال. تقسیم مواد به مواد ساده تر با افزودن مولکول های آب (استراز، فسفاتاز، گلوکوزیداز و غیره). لیازهایی که گروه های شیمیایی را از بسترها به روشی غیر هیدرولیتیک جدا می کنند (کربوکسیلازها و غیره). ایزومرازها که ترکیبات آلی را به ایزومرهای خود تبدیل می کنند (فسفوهگزو ایزومراز و غیره). لیگازها یا سنتتازها که سنتز ترکیبات پیچیده را از ترکیبات ساده تر (آسپاراژین سنتتاز، گلوتامین سنتتاز و غیره) تسریع می کنند.

تفاوت در ترکیب آنزیمی برای شناسایی میکروارگانیسم ها مورد استفاده قرار می گیرد، زیرا آنها خواص بیوشیمیایی مختلف آنها را تعیین می کنند: ساکارولیتیک (تجزیه قندها)، پروتئولیتیک (تجزیه پروتئین ها) و موارد دیگر که توسط محصولات نهایی تجزیه (تشکیل قلیاها، اسیدها) شناسایی می شوند. سولفید هیدروژن، آمونیاک و غیره) ...

از آنزیم های میکروارگانیسم ها در مهندسی ژنتیک (آنزیم های محدود کننده، لیگازها و غیره) برای به دست آوردن ترکیبات فعال بیولوژیکی، اسیدهای استیک، لاکتیک، سیتریک و سایر اسیدها، محصولات اسید لاکتیک، در شراب سازی و سایر صنایع استفاده می شود. آنزیم ها به عنوان افزودنی های زیستی در پودرهای لباسشویی ("اوکا" و غیره) برای از بین بردن آلاینده های پروتئینی استفاده می شوند.

تنفس باکتری ها

تنفس، یا اکسیداسیون بیولوژیکی، بر اساس واکنش های ردوکس است که منجر به تشکیل ATP، یک تجمع کننده جهانی انرژی شیمیایی می شود. سلول میکروبی برای فعالیت حیاتی خود به انرژی نیاز دارد. در طی تنفس، فرآیندهای اکسیداسیون و احیا صورت می‌گیرد: اکسیداسیون آزادسازی هیدروژن یا الکترون توسط اهداکنندگان (مولکول‌ها یا اتم‌ها) است. کاهش - افزودن هیدروژن یا الکترون به گیرنده. گیرنده هیدروژن یا الکترون می تواند اکسیژن مولکولی باشد (چنین تنفسی هوازی نامیده می شود) یا نیترات، سولفات، فومارات (چنین تنفسی بی هوازی نامیده می شود - نیترات، سولفات، فومارات). Anaerobiosis (از یونانی aeg - air + bios - life) یک فعالیت حیاتی است که در غیاب اکسیژن آزاد رخ می دهد. اگر ترکیبات آلی دهنده و پذیرنده هیدروژن باشند، به این فرآیند تخمیر می گویند. در طی تخمیر، تجزیه آنزیمی ترکیبات آلی، عمدتا کربوهیدرات ها، در شرایط بی هوازی رخ می دهد. با در نظر گرفتن محصول نهایی تجزیه کربوهیدرات ها، الکل، اسید لاکتیک، اسید استیک و سایر انواع تخمیر متمایز می شوند.

در رابطه با اکسیژن مولکولی، باکتری ها را می توان به سه گروه اصلی تقسیم کرد: اجباری، یعنی. اجباری، هوازی، بی هوازی اجباری و بی هوازی اختیاری.

هوازی های اجباری فقط در حضور اکسیژن می توانند رشد کنند. بی هوازی های اجباری (کلستریدیا بوتولیسم، گانگرن گازی، کزاز، باکتریوئیدها و غیره) فقط در محیطی بدون اکسیژن رشد می کنند که برای آنها سمی است. در حضور اکسیژن، باکتری ها رادیکال های پراکسید اکسیژن از جمله پراکسید هیدروژن و آنیون سوپراکسید اکسیژن را تشکیل می دهند که برای باکتری های بی هوازی اجباری سمی هستند، زیرا آنزیم های غیرفعال کننده مربوطه را تشکیل نمی دهند. باکتری های هوازی پراکسید هیدروژن و آنیون سوپراکسید را با آنزیم های مربوطه (کاتالاز، پراکسیداز و سوپراکسید دیسموتاز) غیرفعال می کنند. بی‌هوازی اختیاری می‌تواند در حضور یا عدم حضور اکسیژن رشد کند، زیرا آنها می‌توانند از تنفس در حضور اکسیژن مولکولی به تخمیر در غیاب آن تبدیل شوند. بی هوازی اختیاری قادر به انجام تنفس بی هوازی است که نیترات نامیده می شود: نیترات که یک گیرنده هیدروژن است به نیتروژن مولکولی و آمونیاک کاهش می یابد.در بین بی هوازی های اجباری، باکتری های متحمل هوا متمایز می شوند که در حضور اکسیژن مولکولی باقی می مانند، اما نمی شوند. از آن استفاده کنید.

برای کشت بی هوازی ها در آزمایشگاه های باکتری شناسی، از بی هوازی ها استفاده می شود - ظروف ویژه ای که در آن هوا با مخلوطی از گازهایی که حاوی اکسیژن نیستند جایگزین می شود. هوا را می‌توان با جوشاندن، با استفاده از جاذب‌های شیمیایی اکسیژن که در دستگاه‌های بی‌اروستات یا سایر ظروف حاوی محصولات قرار می‌گیرند، از محیط کشت خارج کرد.

رشد و تولید مثل باکتری ها

فعالیت حیاتی باکتری ها با رشد مشخص می شود - تشکیل اجزای ساختاری و عملکردی سلول و افزایش خود سلول باکتری و همچنین تولید مثل - خود تولید مثل که منجر به افزایش تعداد سلول های باکتریایی در سلول می شود. جمعیت

باکتری ها با تقسیم دوتایی به نصف و کمتر با جوانه زدن تکثیر می شوند.

اکتینومیست ها مانند قارچ ها می توانند توسط هاگ ​​تکثیر شوند. اکتینومیست ها که باکتری های منشعب هستند با تکه تکه شدن سلول های رشته ای تکثیر می شوند. باکتری‌های گرم مثبت با رشد پارتیشن‌های تقسیم سنتز شده به داخل سلول، و باکتری‌های گرم منفی با انقباض تقسیم می‌شوند، در نتیجه شکل‌هایی دمبلی شکل که از آن دو سلول یکسان تشکیل می‌شود.

تقسیم سلولی با تکثیر کروموزوم باکتری به روشی نیمه محافظه کارانه انجام می شود (رشته DNA دو رشته ای باز می شود و هر رشته با یک رشته مکمل تکمیل می شود) که منجر به دو برابر شدن مولکول های DNA هسته باکتری می شود - نوکلوئید همانندسازی DNA کروموزومی از نقطه شروع ogi (از انگلیسی، مبدا - شروع) انجام می شود.

کروموزوم یک سلول باکتری در ناحیه ای با غشای سیتوپلاسمی متصل است. همانندسازی DNA توسط DNA پلیمرازها کاتالیز می شود. اول، باز کردن (ناسپیر شدن) رشته DNA دوتایی رخ می دهد، که منجر به تشکیل یک چنگال تکراری (زنجیره های منشعب) می شود. یکی از زنجیره ها که ساخت و ساز را تکمیل می کند، نوکلئوتیدها را از 5 "- به انتهای Z" متصل می کند، دیگری قطعه به بخش کامل می شود.

تکثیر DNA در سه مرحله انجام می شود: شروع، افزایش طول یا رشد زنجیره و پایان. دو کروموزوم که در نتیجه تکثیر تشکیل می شوند واگرا می شوند که با افزایش اندازه سلول در حال رشد تسهیل می شود: کروموزوم های متصل به غشای سیتوپلاسمی یا مشتقات آن (مثلاً مزوزوم ها) با افزایش حجم سلول از یکدیگر دور می شوند. افزایش. جداسازی نهایی آنها با تشکیل یک پارتیشن منقبض یا تقسیم به پایان می رسد. سلول های دارای سپتوم تقسیم در نتیجه عمل آنزیم های اتولیتیک که هسته سپتوم تقسیم را تخریب می کنند، از هم جدا می شوند. در این مورد، اتولیز می تواند به طور نابرابر انجام شود: سلول های تقسیم شده در یک ناحیه توسط بخشی از دیواره سلولی در ناحیه سپتوم تقسیم به هم متصل می شوند. چنین سلول هایی در زاویه ای نسبت به یکدیگر قرار دارند که مشخصه کورینه باکتری های دیفتری است.

تولید مثل باکتری ها در یک محیط غذایی مایع. باکتری های تلقیح شده در حجم مشخص و بدون تغییر محیط غذایی، در حال تکثیر، مواد مغذی را مصرف می کنند، که بیشتر منجر به تخلیه محیط غذایی و توقف رشد باکتری ها می شود. کشت باکتری در چنین سیستمی را کشت دسته ای و کشت را کشت دسته ای می نامند. اگر شرایط کشت با تامین مداوم محیط غذایی تازه و خروج همان حجم مایع کشت حفظ شود، به این گونه کشت پیوسته و کشت مستمر می گویند.

هنگامی که باکتری ها روی یک محیط غذایی مایع رشد می کنند، رشد کشت کف، منتشر یا سطحی (به شکل فیلم) مشاهده می شود. رشد یک کشت دسته‌ای از باکتری‌های رشد یافته روی یک محیط غذایی مایع به چند مرحله یا دوره تقسیم می‌شود:

§ فاز تاخیر؛

§ مرحله رشد لگاریتمی؛

§ فاز رشد ثابت یا حداکثر غلظت

§ باکتری؛

§ مرحله مرگ باکتری ها.

این مراحل را می توان به صورت گرافیکی در قالب بخش هایی از منحنی رشد باکتری به تصویر کشید که وابستگی لگاریتم تعداد سلول های زنده را به زمان کشت آنها منعکس می کند. فاز تاخیر (از انگلیسی، تاخیر - تاخیر) - دوره بین کاشت باکتری ها و شروع تولید مثل. مدت زمان تاخیر فاز به طور متوسط ​​4.5 ساعت است. مقدار اسیدهای نوکلئیک، پروتئین و سایر اجزاء افزایش می یابد. مرحله رشد لگاریتمی (نمایی) دوره ای از تقسیم شدید باکتری ها است.

مدت زمان آن حدود 5.6 ساعت است.در شرایط رشد مطلوب، باکتری ها می توانند هر 20-40 دقیقه تقسیم شوند. در طول این مرحله، باکتری‌ها آسیب‌پذیرترین هستند، که با حساسیت بالای اجزای متابولیک یک سلول به شدت در حال رشد به مهارکننده‌های سنتز پروتئین، اسیدهای نوکلئیک و غیره توضیح داده می‌شود. مدت زمان آن بر حسب ساعت بیان می شود و بسته به نوع باکتری، خصوصیات و کشت آنها متفاوت است. فرآیند رشد باکتری با مرحله مرگ تکمیل می شود که با مرگ باکتری ها در شرایط تخلیه منابع ماده غذایی و تجمع محصولات متابولیسم باکتری در آن مشخص می شود. مدت زمان آن از 10 ساعت تا چند هفته متغیر است. شدت رشد و تولید مثل باکتری ها به عوامل زیادی از جمله ترکیب بهینه محیط غذایی، پتانسیل ردوکس، pH، دما و غیره بستگی دارد.

تولید مثل باکتری در یک محیط مغذی متراکم. باکتری‌هایی که روی محیط‌های جامد مواد مغذی رشد می‌کنند، کلنی‌های مجزا به شکل گرد با لبه‌های صاف یا نامنظم (S و R شکل؛ فصل 5 را ببینید)، با قوام و رنگ متفاوت، بسته به رنگدانه باکتری تشکیل می‌دهند.

رنگدانه های محلول در آب در محیط کشت پخش می شوند و آن را رنگ می کنند، برای مثال سودوموناس آئروژینوزا (پسودوموناس آئروژینوزا) محیط را آبی رنگ می کند. گروه دیگری از رنگدانه ها در آب نامحلول، اما در حلال های آلی محلول هستند. بنابراین، مستعمرات "چوب معجزه" دارای رنگدانه قرمز خون، محلول در الکل هستند. و در نهایت، رنگدانه هایی هستند که در آب یا در ترکیبات آلی محلول نیستند.

رایج ترین در میان میکروارگانیسم ها رنگدانه هایی مانند کاروتن ها، زانتوفیل ها و ملانین ها هستند. ملانین ها رنگدانه های سیاه، قهوه ای یا قرمز نامحلول هستند که از ترکیبات فنلی سنتز می شوند. ملانین ها همراه با کاتالاز، سوپراکسید سیسموتاز و پراکسیدازها از میکروارگانیسم ها در برابر اثرات رادیکال های سمی پراکسید اکسیژن محافظت می کنند. بسیاری از رنگدانه ها دارای اثرات ضد میکروبی مانند آنتی بیوتیک هستند.

نوع، شکل، رنگ و سایر ویژگی‌های کلنی‌ها در یک محیط غذایی جامد را می‌توان در هنگام شناسایی باکتری‌ها و همچنین انتخاب کلنی‌ها برای به دست آوردن کشت‌های خالص در نظر گرفت.

در شرایط صنعتی، هنگامی که زیست توده میکروارگانیسم ها برای تهیه آنتی بیوتیک ها، واکسن ها، آماده سازی های تشخیصی، یوبیوتیک ها به دست می آید، کشت باکتری ها و قارچ ها در تخمیرها تحت رعایت دقیق پارامترهای بهینه برای رشد و تولیدمثل کشت ها انجام می شود. فصل 6).

میکروبیولوژی: یادداشت های سخنرانی تکاچنکو کسنیا ویکتورونا

1. مورفولوژی و ساختار ویروس ها

ویروس ها میکروارگانیسم هایی هستند که پادشاهی ویرا را تشکیل می دهند.

امکانات:

2) سیستم های سنتز پروتئین و انرژی خود را ندارند.

3) سازمان سلولی ندارند.

4) راه تولید مثل منفصل (منفصل) (سنتز پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک در مکان های مختلف و در زمان های مختلف اتفاق می افتد).

6) ویروس ها از فیلترهای باکتریایی عبور می کنند.

ویروس ها می توانند به دو شکل وجود داشته باشند: خارج سلولی (ویریون) و داخل سلولی (ویروس).

از نظر شکل، ویریون ها می توانند:

1) گرد؛

2) میله ای شکل؛

3) به شکل چند ضلعی های منظم.

4) نخ مانند و غیره

اندازه آنها از 15-18 تا 300-400 نانومتر متغیر است.

در مرکز ویریون یک اسید نوکلئیک ویروسی وجود دارد که با یک پوشش پروتئینی پوشیده شده است - یک کپسید که ساختاری کاملاً منظم دارد. غشای کپسید از کپسومرها ساخته شده است. نوکلئیک اسید و پوشش کپسید نوکلئوکپسید را تشکیل می دهند.

نوکلئوکپسید ویریون های پیچیده با یک پوسته بیرونی پوشیده شده است - یک سوپر کپسید، که می تواند شامل بسیاری از ساختارهای لیپید، پروتئین و کربوهیدرات از نظر عملکردی متفاوت باشد.

ساختار ویروس های DNA و RNA اساساً با NK سایر میکروارگانیسم ها تفاوتی ندارد. برخی از ویروس ها دارای اوراسیل در DNA خود هستند.

DNA می تواند باشد:

1) دو رشته ای؛

2) تک رشته ای؛

3) دایره ای؛

4) دو رشته ای، اما با یک زنجیره کوتاه تر.

5) دو رشته، اما با یکی پیوسته، و با زنجیر تکه تکه دیگر.

RNA می تواند:

1) تک رشته ای؛

2) خطی دو رشته ای؛

3) تکه تکه خطی؛

4) دایره ای؛

پروتئین های ویروسی به دو دسته تقسیم می شوند:

1) ژنومی - نوکلئوپروتئین ها. فرآیندهای تکثیر اسید نوکلئیک ویروسی و تولید مثل ویروسی را فراهم می کند. اینها آنزیم هایی هستند که به دلیل آن تعداد کپی های مولکول مادر یا پروتئین ها افزایش می یابد که با کمک آنها مولکول ها روی ماتریس اسید نوکلئیک سنتز می شوند که اجرای اطلاعات ژنتیکی را تضمین می کند.

2) پروتئین های غشای کپسید - پروتئین های ساده با قابلیت خودآرایی. آنها به ساختارهای هندسی منظم اضافه می شوند که در آنها چندین نوع تقارن متمایز می شود: مارپیچی، مکعبی (از چند ضلعی های منظم تشکیل می دهند، تعداد وجوه کاملاً ثابت است) یا مخلوط.

3) پروتئین های غشای سوپرکپسید پروتئین های پیچیده ای هستند که عملکردهای متفاوتی دارند. با توجه به آنها، ویروس ها با یک سلول حساس تعامل دارند. آنها عملکردهای محافظتی و گیرنده را انجام می دهند.

از جمله پروتئین های غشای سوپر کپسید عبارتند از:

الف) پروتئین های لنگر (در یک انتها روی سطح قرار دارند و در انتهای دیگر به عمق می روند؛ تماس ویریون با سلول را فراهم می کنند).

ب) آنزیم ها (می توانند غشاها را تخریب کنند).

ج) هماگلوتینین ها (باعث هماگلوتیناسیون می شوند).

د) عناصر سلول میزبان.

برگرفته از کتاب در مورد منشاء گونه ها با انتخاب طبیعی یا حفظ نژادهای مورد علاقه در مبارزه برای زندگی توسط داروین چارلز

مرفولوژی. دیده‌ایم که اعضای یک طبقه بدون توجه به سبک زندگی‌شان در طرح کلی سازمان شبیه یکدیگر هستند. این شباهت اغلب با اصطلاح "وحدت نوع" یا با اشاره به اینکه برخی از بخش ها و اندام ها در گونه های مختلف یکسان بیان می شود.

برگرفته از کتاب مبانی فیزیولوژی عصبی نویسنده شولگوفسکی والری ویکتورویچ

گلیا - مورفولوژی و عملکرد مغز انسان از صدها میلیارد سلول تشکیل شده است و سلول های عصبی (نرون ها) اکثریت را تشکیل نمی دهند. بیشتر حجم بافت عصبی (تا 9/10 در برخی از نواحی مغز) توسط سلول های گلیال (از یونانی. چسباندن) اشغال شده است. واقعیت این است که

از کتاب میکروبیولوژی: یادداشت های سخنرانی نویسنده تکاچنکو کسنیا ویکتورونا

سخنرانی شماره 2. مورفولوژی و فراساختار باکتری ها 1. ویژگی های ساختار یک سلول باکتریایی. اندامک های اصلی و عملکرد آنها تفاوت بین باکتری ها و سایر سلول ها 1. باکتری ها به عنوان پروکاریوت ها طبقه بندی می شوند، یعنی هسته جداگانه ای ندارند. در دیواره سلولی باکتری ها

برگرفته از کتاب میکروبیولوژی نویسنده تکاچنکو کسنیا ویکتورونا

3. کشت ویروس ها روش های اصلی کشت ویروس ها: 1) بیولوژیکی - عفونت حیوانات آزمایشگاهی. وقتی حیوان به ویروس آلوده می شود، بیمار می شود. اگر بیماری ایجاد نشود، تغییرات پاتولوژیک را می توان در کالبد شکافی تشخیص داد. در حیوانات

برگرفته از کتاب اکولوژی عمومی نویسنده چرنووا نینا میخایلوونا

1. مورفولوژی و خواص فرهنگی عامل ایجاد کننده این بیماری متعلق به جنس Carinobakterium، گونه C. difteria است. این چوب‌های نازک، مستقیم یا کمی خمیده، گرم مثبت هستند. آنها با پلی مورفیسم مشخص مشخص می شوند. در انتها، ضخیم شدن کلاوات دانه های متاکروماتیک ولوتین هستند.

برگرفته از کتاب زیست شناسی [راهنمای کامل آمادگی برای آزمون] نویسنده لرنر گئورگی ایزاکوویچ

1. مورفولوژی و ویژگی های فرهنگی عامل ایجاد کننده این بیماری متعلق به جنس Mycobakterium، گونه ای از M. tuberculesis است، میله های نازک، کمی خمیده، تشکیل هاگ و کپسول نمی دهند. دیواره سلولی توسط لایه ای از گلیکوپپتیدها به نام مایکوزیدها (میکروکپسول) احاطه شده است.

از کتاب سفر به سرزمین میکروب ها نویسنده بتینا ولادیمیر

4. مورفولوژی باکتری ها، اندام های اصلی اندازه باکتری ها از 0.3-0.5 تا 5-10 میکرون متغیر است.با توجه به شکل سلول ها باکتری ها به کوکسی ها، میله ها و پیچیدگی ها تقسیم می شوند.در یک سلول باکتریایی وجود دارد. : 1) اندامک های اصلی: (نوکلوئید، سیتوپلاسم، ریبوزوم، سیتوپلاسمی)

برگرفته از کتاب جدیدترین کتاب حقایق. جلد 1. نجوم و اخترفیزیک. جغرافیا و سایر علوم زمین. زیست شناسی و پزشکی نویسنده کوندراشوف آناتولی پاولوویچ

5. مورفولوژی باکتری ها، اندامک های اضافی پرز (پیلی، فیمبریا) برآمدگی های پروتئینی نازک روی سطح دیواره سلولی هستند. کومون پیلی مسئول چسبندگی باکتری ها به سطح سلول های ماکرو ارگانیسم است. آنها مشخصه باکتری های گرم مثبت هستند.

از کتاب کلماتیس نویسنده بسکاراواینایا مارگاریتا آلکسیونا

10. مورفولوژی ویروس ها، انواع برهمکنش ویروس با سلول ویروس ها میکروارگانیسم هایی هستند که پادشاهی ویرا را تشکیل می دهند، ویروس ها به دو صورت خارج سلولی (ویریون) و درون سلولی (ویروس) وجود دارند، ویریون ها می توانند به شکل زیر باشند: گرد، میله ای شکل، به شکل

برگرفته از کتاب منطق شانس [درباره ماهیت و منشأ تکامل زیستی] نویسنده کونین اوگنی ویکتورویچ

فصل 6. مورفولوژی تطبیقی ​​ارگانیسم ها در میان سازگاری های جانوران و گیاهان با محیط، سازگاری های مورفولوژیکی نقش مهمی ایفا می کند، یعنی ویژگی هایی از ساختار خارجی که به بقا و زندگی موفق ارگانیسم ها در شرایط عادی کمک می کند.

از کتاب نویسنده

از کتاب نویسنده

RNA عفونی و بازسازی ویروس شواهدی مبنی بر اینکه RNA ویروس ها ماده ژنتیکی است توسط همان TMV در اختیار ما قرار گرفت. اول از همه، دانشمندان موفق شدند ذرات TMV را با حذف جزء پروتئینی از ترکیب آنها تغییر دهند. در این حالت ویروس ها

از کتاب نویسنده

تهدید ویروس یکی از کتاب‌های مربوط به ویروس‌ها به درستی به نام «ویروس‌ها دشمنان زندگی هستند» است. و نه تنها ویروس‌های آنفولانزا، بلکه سایر ویروس‌هایی که انسان‌ها را آلوده می‌کنند، "بر روی وجدان" ده‌ها هزار و شاید میلیون‌ها زندگی. سرخجه را باید یک بیماری ناامن در نظر گرفت. این

از کتاب نویسنده

از کتاب نویسنده

مورفولوژی و زیست شناسی Clematis Clematis؟ گیاهان چند ساله، غالباً خزان کننده و کمتر همیشه سبز. سیستم ریشه. کلماتیس بالغ دو نوع سیستم ریشه دارد: ریشه شیری و فیبری. با آبیاری محدود (در جنوب)

از کتاب نویسنده

فصل 10 دنیای ویروس ها و تکامل آن بر. G. Janusa ویروس‌ها به‌عنوان چیزی کاملاً غیرقابل توجه کشف شدند، یعنی انواع غیرعادی عوامل عفونی، و احتمالاً نوع خاصی از سموم که باعث بیماری‌های گیاهی می‌شوند، مانند موزاییک تنباکو. از آنجایی که این عوامل

فهرست مطالب موضوع "انواع میکروارگانیسم ها. ویروس ها. ویریون.":
1. میکروارگانیسم ها. انواع میکروارگانیسم ها. طبقه بندی میکروارگانیسم ها پریون ها
2. ویروس ها. ویریون مورفولوژی ویروس ها اندازه ویروس ها اسیدهای نوکلئیک ویروس ها
3. کپسید ویروس. عملکرد کپسید ویروس ها کپسومرها نوکلئوکپسید ویروس ها تقارن مارپیچی نوکلئوکپسید. تقارن مکعبی کپسید.
4. سوپرکپسید ویروس. ویروس های پوشیده شده ویروس های برهنه پروتئین های ماتریکس (پروتئین های M) ویروس ها. تولید مثل ویروس ها.
5. تعامل ویروس با سلول. ماهیت تعامل ویروس-سلول. تعامل سازنده ویروس زایی. تداخل ویروس
6. انواع عفونت سلولی با ویروس. چرخه تولید مثل ویروس ها مراحل اصلی تولید مثل ویروس ها. جذب ویریون به سلول.
7. نفوذ ویروس به داخل سلول. Viropexis. از بین بردن ویروس فاز سایه (فاز گرفتگی) تولید مثل ویروسی. تشکیل ذرات ویروسی
8. رونویسی ویروس در سلول. ویروس های پخش کننده
9. تکثیر ویروس در سلول. ویروس بسازید رهاسازی ویریون های دختر از سلول.

ویروس ها ویریون مورفولوژی ویروس ها اندازه ویروس ها اسیدهای نوکلئیک ویروس ها

فرم خارج سلولی - ویریون- شامل تمام عناصر تشکیل دهنده (کپسید، اسید نوکلئیک، پروتئین های ساختاری، آنزیم ها و غیره). شکل درون سلولی - ویروس- تنها با یک مولکول اسید نوکلئیک قابل نمایش است، زیرا با ورود به سلول، ویریون به عناصر تشکیل دهنده آن تجزیه می شود.

مورفولوژی ویروس ها اندازه ویروس ها

اسیدهای نوکلئیک ویروس ها

ویروس هاحاوی تنها یک نوع اسید نوکلئیک، DIC یا RNA است، اما نه هر دو نوع را به طور همزمان. به عنوان مثال، ویروس های آبله، هرپس سیمپلکس، اپشتین بار - حاوی DNA، و توگا ویروس ها، پیکورناویروس ها - حاوی RNA. ژنوم ذره ویروسی هاپلوئید است. ساده ترین ژنوم ویروسی 3-4 پروتئین را کد می کند، پیچیده ترین - بیش از 50 پلی پپتید. اسیدهای نوکلئیک توسط مولکول های RNA تک رشته ای (به استثنای ریو ویروس ها، که در آن ژنوم توسط دو رشته RNA تشکیل می شود) یا توسط مولکول های DNA دو رشته ای (به استثنای پاروویروس ها، که در آن ژنوم توسط یک رشته DNA تشکیل می شود) نشان داده می شوند. در ویروس هپاتیت B، رشته های مولکول DNA دو رشته ای از نظر طول یکسان نیستند.

DNA ویروسیساختارهای دو رشته ای دایره ای و با پیوند کووالانسی (مثلاً در پاپوواویروس ها) یا ساختارهای دو رشته ای خطی (مثلاً در تبخال ها و آدنوویروس ها) تشکیل می دهند. وزن مولکولی آنها 10-100 برابر کمتر از DNA باکتری است. رونویسی DNA ویروسی (سنتز mRNA) در هسته یک سلول آلوده به ویروس انجام می شود. در DNA ویروسی، در انتهای مولکول، توالی های نوکلئوتیدی مستقیم یا معکوس (بازشده 180 اینچی) وجود دارد. وجود آنها توانایی مولکول DNA را برای بسته شدن در یک حلقه فراهم می کند. مولکول‌های DNA رشته‌ای، نشانگرهای عجیب DNA ویروسی هستند.

برنج. 2-1. اندازه و مورفولوژی عوامل اصلی عفونت های ویروسی انسانی.

RNA ویروسیتوسط مولکول های تک یا دو رشته ای نشان داده می شوند. مولکول های تک رشته ای را می توان تقسیم بندی کرد - از 2 بخش در آرنوویروس ها تا 11 بخش در روتا ویروس ها. وجود بخش ها منجر به افزایش ظرفیت کدگذاری ژنوم می شود. RNA ویروسیبه گروه های زیر تقسیم می شود: RNA به علاوه رشته (+ RNA)، RNA منهای رشته (-RNA). در ویروس‌های مختلف، ژنوم می‌تواند رشته‌هایی + RNA یا -RNA و همچنین رشته‌های دوتایی تشکیل دهد که یکی -RNA و دیگری (مکمل آن) - + RNA است.

به علاوه رشته RNAبا زنجیره های منفرد با انتهای مشخصه ("کلاه") برای تشخیص ریبوزوم ها نشان داده می شوند. این گروه شامل RNA هایی است که می توانند مستقیماً اطلاعات ژنتیکی روی ریبوزوم های یک سلول آلوده به ویروس را ترجمه کنند، یعنی عملکرد mRNA را انجام دهند. رشته‌های بعلاوه عملکردهای زیر را انجام می‌دهند: آنها به عنوان mRNA برای سنتز پروتئین‌های ساختاری، ماتریکسی برای همانندسازی RNA، و در یک کپسید بسته‌بندی می‌شوند تا یک جمعیت دختر را تشکیل دهند. رشته های RNA منهای قادر به ترجمه مستقیم اطلاعات ژنتیکی روی ریبوزوم نیستند، یعنی نمی توانند به عنوان mRNA عمل کنند. با این حال، چنین RNA هایی به عنوان الگویی برای سنتز mRNA عمل می کنند.

عفونی بودن اسیدهای نوکلئیک ویروسی

زیاد اسیدهای نوکلئیک ویروسیبه خودی خود عفونی هستند، زیرا حاوی تمام اطلاعات ژنتیکی لازم برای سنتز ذرات ویروسی جدید هستند. این اطلاعات پس از نفوذ ویریون به سلول حساس محقق می شود. خواص عفونی توسط اسیدهای نوکلئیک اکثر ویروس های حاوی RNA و DNA نشان داده می شود. RNA های دو رشته ای و اکثر -RNA ها عفونی نیستند.

سرعت سریع توسعه ویروس شناسی در نیمه دوم قرن بیستم. به دست آوردن مهم ترین اطلاعات در مورد ساختار و ترکیب شیمیایی ویروس های مختلف از جمله ژنوم آنها و همچنین در مورد ماهیت تعامل با سلول های میزبان را ممکن می سازد. مواد به‌دست‌آمده نشان می‌دهند که ویروس‌ها به دو شکل کیفی متفاوت وجود دارند: ویروس خارج سلولی - ویریون و داخل سلولی - ویروس. ویریون ساده ترین ویروس یک نوکلئوپروتئین است که شامل یک ژنوم ویروسی محافظت شده توسط یک پوشش پروتئینی - یک کپسید است. در عین حال، ویروس داخل سلولی یک شکل خودتکثیر شونده است که قادر به تقسیم دوتایی نیست.

بنابراین، در تعریف ویروس، تفاوت اساسی بین شکل سلولی میکروارگانیسم‌هایی که با شکافت دوتایی تکثیر می‌شوند و شکل تکثیر شونده که فقط از اسید نوکلئیک ویروسی تولید می‌شود، وجود دارد. با این حال، تفاوت کیفی بین ویروس‌های پرو و ​​یوکاریوت‌ها فقط به این یک طرف محدود نمی‌شود، بلکه شامل تعدادی دیگر نیز می‌شود:

وجود یک نوع اسید نوکلئیک (DNA یا RNA)؛

فقدان ساختار سلولی و سیستم های سنتز پروتئین؛

توانایی ادغام در ژنوم سلولی و تکثیر همزمان با آن.

در عین حال، ویروس‌ها با رپلیکون‌های معمولی که مولکول‌های DNA همه میکروارگانیسم‌ها و هر سلول دیگر و همچنین پلاسمیدها و ترانسپوزون‌ها هستند، متفاوت هستند، زیرا این کپی‌کن‌ها مولکول‌های زیستی هستند که نمی‌توان آنها را به عنوان ماده زنده طبقه‌بندی کرد.

طبقه بندی و طبقه بندی ویروس هاویروس ها پادشاهی ویرا را تشکیل می دهند که بر اساس نوع اسید نوکلئیک به دو زیرمجموعه - ریبوویروس ها و دئوکسی ریبوویروس ها تقسیم می شود. پادشاهی های فرعی به خانواده هایی تقسیم می شوند که به نوبه خود به جنس هایی تقسیم می شوند. مفهوم نوع ویروس ها و همچنین تعیین انواع مختلف هنوز به وضوح فرموله نشده است.

به عنوان ویژگی های طبقه بندی، اهمیت اولیه به نوع اسید نوکلئیک و ویژگی های بیولوژیکی مولکولی آن: دو رشته ای، تک رشته ای، قطعه بندی شده، غیرقطعی، با توالی های تکراری و معکوس و غیره است. اما در کار عملی، ویژگی ها ویروس‌های به‌دست‌آمده در نتیجه مطالعات میکروسکوپ الکترونی و ایمونولوژیک: مورفولوژی، ساختار و اندازه ویریون، وجود یا عدم وجود پوسته خارجی (سوپر کپسید)، آنتی‌ژن‌ها، محلی‌سازی داخل هسته‌ای یا سیتوپلاسمی و غیره. همراه با علائم ذکر شده، مقاومت در برابر دما، pH، مواد شوینده و غیره در نظر گرفته شده است.

در حال حاضر ویروس های انسانی و حیوانی در 18 خانواده قرار دارند. تعلق ویروس ها به خانواده های خاص با توجه به نوع اسید نوکلئیک، ساختار آن و همچنین وجود یا عدم وجود یک پوشش خارجی تعیین می شود. هنگام تعیین تعلق به خانواده رتروویروس ها، وجود ترانس کریپتاز معکوس باید در نظر گرفته شود.

مورفولوژی و ساختار ویریون ها

اندازه ویریون های ویروس های مختلف بسیار متفاوت است: از 15-18 تا 300-400 نانومتر. آنها اشکال مختلفی دارند: میله ای شکل، رشته ای، موازی شکل کروی، اسپرماتوزوئید (شکل 5.1). ساختار یک ویریون ساده - یک نوکلئوکپسید - نشان می دهد که اسید نوکلئیک ویروسی - DNA یا RNA - به طور قابل اعتمادی توسط یک پوشش پروتئین - یک کپسید محافظت می شود. دومی ساختاری کاملاً منظم دارد که بر اساس اصول تقارن مارپیچی یا مکعبی است. کپسیدهای ویریون‌های میله‌ای و رشته‌ای از زیر واحدهای ساختاری تشکیل شده‌اند که به صورت مارپیچی حول یک محور مرتب شده‌اند. با این آرایش زیر واحدها، یک کانال توخالی تشکیل می شود که در داخل آن مولکول اسید نوکلئیک ویروسی به طور فشرده بسته می شود. طول آن می تواند چندین برابر طول ویریون میله ای شکل باشد. برای مثال، طول ویروس موزاییک تنباکو (TMV) 300 نانومتر است و RNA آن به 4000 نانومتر یا 4 میکرومتر می‌رسد. در این حالت، RNA به قدری به کپسید متصل است که بدون آسیب رساندن به کپسید نمی تواند آزاد شود. کپسیدهای مشابهی در برخی از ویروس های باکتریایی و در ویروس های انسانی (مثلاً ویروس آنفولانزا) یافت می شود.

ساختار کروی ویریون ها توسط کپسید تعیین می شود که بر اساس اصول تقارن مکعبی ساخته شده است که بر اساس شکل ایکوساهدر - یک بیست وجهی است. کپسید از زیر واحدهای نامتقارن (مولکول های پلی پپتیدی) تشکیل شده است که در زیر واحدهای مورفولوژیکی - کپسومرها ترکیب می شوند. یک کپسومر شامل 2، 3 یا 5 زیر واحد است که در امتداد محورهای تقارن متناظر ایکوسادرون قرار دارند. بسته به نوع بازآرایی و تعداد زیر واحدها، تعداد کپسومرها 30، 20 یا 12 خواهد بود. در شکل. 5.1 انواع احتمالی ویریون های ساده را نشان می دهد که شامل تعداد معینی کپسومر است که به شکل توپ به تصویر کشیده شده است و همچنین کپسومرهایی با حجم فزاینده.

ویریون‌ها با کپسید پیچیده‌ای که از بیش از 60 زیر واحد ساختاری ساخته شده‌اند، شامل گروه‌های 5 زیر واحدی - پنتامرها یا 6 زیر واحدی - هگزامرها هستند. نوکلئوکپسید ویریون های پیچیده که "هسته" نامیده می شود با یک پوسته بیرونی - یک سوپر کپسید - پوشیده شده است.

ترکیب شیمیایی ویریون ها

ویریون های ساده حاوی یک نوع اسید نوکلئیک - RNA یا DNA - و پروتئین هستند. در ویریون های پیچیده، پوسته بیرونی حاوی لیپیدها و پلی ساکاریدها است، اولی از سلول های میزبان به دست می آید، دومی در ژنوم ویروس به شکل گلیکوپروتئین کدگذاری می شود.

DNA ویروسیوزن مولکولی DNA ویروس های مختلف به طور گسترده ای متفاوت است (1 * 106-1 * 108). حدود 10-100 برابر کمتر از وزن مولکولی DNA باکتری است. ژنوم ویروس ها حاوی بیش از صدها ژن است. از نظر ساختار، DNAهای ویروسی با تعدادی ویژگی مشخص می شوند که تقسیم آنها را به چندین نوع ممکن می کند. اینها شامل DNA دو رشته ای و تک رشته ای است که می تواند خطی یا دایره ای باشد.

اگرچه توالی های نوکلئوتیدی فقط یک بار در هر رشته DNA رخ می دهند، در انتهای آن تکرارهای مستقیم یا معکوس (چرخش 180 درجه) وجود دارد. آنها توسط همان نوکلئوتیدهایی که در ناحیه اولیه DNA قرار دارند نشان داده می شوند. تکرارهای نوکلئوتیدی، ذاتی در DNA ویروسی تک رشته ای و دو رشته ای، نوعی نشانگر هستند که DNA ویروسی را از سلولی متمایز می کنند. اهمیت عملکردی این تکرارها توانایی بسته شدن در یک حلقه است. در این شکل، تکثیر می شود، رونویسی می شود، در برابر اندونوکلئازها مقاوم می شود و می تواند در ژنوم سلولی گنجانده شود.

RNA ویروسیدر ویروس های RNA، اطلاعات ژنتیکی با همان کدی که در DNA سایر ویروس ها و موجودات سلولی وجود دارد، در RNA رمزگذاری می شود. از نظر ترکیب شیمیایی، RNA های ویروسی با RNA های منشأ سلولی تفاوتی ندارند، اما با ساختار متفاوتی مشخص می شوند. علاوه بر RNA تک رشته ای معمولی، تعدادی از ویروس ها دارای RNA دو رشته ای هستند. علاوه بر این، می تواند خطی و دایره ای باشد. به عنوان بخشی از RNA های تک رشته ای، نواحی مارپیچی مانند مارپیچ دوگانه DNA وجود دارد که در نتیجه جفت شدن بازهای نیتروژنی مکمل تشکیل شده است. RNA های تک رشته ای بسته به عملکردی که انجام می دهند به دو گروه تقسیم می شوند.

مورفولوژی و ساختار ویروس ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی مورد مطالعه قرار می گیرد، زیرا اندازه آنها کوچک و قابل مقایسه با ضخامت غشای باکتری است.

شکل ویریون ها می تواند متفاوت باشد: میله ای شکل (ویروس موزاییک تنباکو)، گلوله ای شکل (ویروس هاری)، کروی (ویروس های فلج اطفال، HIV)، به شکل اسپرم (بسیاری از باکتریوفاژها) (شکل 8).

برنج. 8. اشکال ویریون ها:

1 ویروس آبله؛ 2 ویروس هرپس؛ 3 آدنوویروس؛ 4 پاپووا ویروس؛ 5 ویروس هپادنا؛ 6 پارامیکسو ویروس؛ 7 ویروس آنفولانزا؛ 8 ویروس کرونا؛ 9 arenavirus; 10 رتروویروس؛

اندازه ویروس ها با استفاده از میکروسکوپ الکترونی، توسط اولترافیلتراسیون از طریق فیلترهایی با قطر منافذ مشخص، توسط اولتراسانتریفیوژ تعیین می شود. برخی از کوچکترین ویروسها فلج اطفال و بیماری پا و دهان (حدود 20 نانومتر)، سیرکوویروسها (16 نانومتر)، بزرگترین ویروس واریولا (حدود 350 نانومتر) هستند. ویروس ها دارای ژنوم منحصر به فردی هستند زیرا حاوی DNA یا RNA هستند. بنابراین، بین ویروس‌های حاوی DNA و ویروس‌های حاوی RNA تمایز گذاشته می‌شود. آنها معمولاً هاپلوئید هستند، به این معنی که دارای یک مجموعه ژن هستند. ژنوم ویروس ها با انواع مختلفی از اسیدهای نوکلئیک نشان داده می شود: دو رشته ای، تک رشته ای، خطی، دایره ای، تکه تکه شده.

بین ویروس های ساده (مثلاً ویروس فلج اطفال) و پیچیده (مثلاً آنفولانزا، سرخک) تمایز قائل شوید. در ویروس هایی که به سادگی مرتب شده اند، اسید نوکلئیک به یک پوشش پروتئینی به نام کپسید (از غلاف لاتین capsa) متصل می شود. کپسید از زیر واحدهای مورفولوژیکی کپسومرها تشکیل شده است. اسید نوکلئیک و کپسید با یکدیگر تعامل می کنند و یک نوکلئوکپسید تشکیل می دهند. در ویروس های پیچیده، کپسید توسط یک پوشش لیپوپروتئین اضافی، یک سوپر کپسید (مشتق شده از ساختارهای غشایی سلول میزبان) احاطه شده است که دارای سنبله است. کپسید و سوپر کپسید از ویریون ها در برابر تأثیرات محیطی محافظت می کنند، باعث تعامل انتخابی (جذب) با سلول ها می شوند و خاصیت آنتی ژنی و ایمنی زایی ویریون ها را تعیین می کنند. ساختار داخلی ویروس ها هسته نامیده می شود.

ویریون ها با انواع مارپیچی، مکعبی و پیچیده تقارن کپسید مشخص می شوند. نوع مارپیچی تقارن به دلیل ساختار مارپیچی نوکلئوکپسید است، تشکیل مکعبی یک جسم توخالی ایزومتریک از کپسید حاوی نوکلئیک اسید ویروسی.

علاوه بر ویروس‌های معمولی، به اصطلاح ویروس‌های غیر متعارف، پریون‌ها، ذرات عفونی پروتئینی به شکل فیبریل‌هایی به ابعاد 100-20 در 100-200 نانومتر هستند. پریون ها ظاهراً هم القاء کننده و هم فرآورده های ژن خودمختار انسان یا حیوان هستند و در شرایط یک عفونت ویروسی آهسته (بیماری کروتزفلد یاکوب، کورو و غیره) باعث انسفالوپاتی در آنها می شوند. سایر عوامل غیرمعمول نزدیک به ویروس‌ها، ویروئیدها هستند، مولکول‌های کوچک RNA دایره‌ای و ابرپیچ‌پیچ که حاوی پروتئین نیستند و باعث بیماری در گیاهان می‌شوند.